(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の鋼材と第２の鋼材とを固定具を用いて連結する鋼材の連結構造であって、
前記第１の鋼材は、断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼であり、２つの平行なフランジとウェブとを有しており、
前記第１の鋼材の連結端部にその長手方向に直交する連結端面を有するエンド部材が溶接等で固着され、
前記連結端面には、前記固定具を挿入する連結孔が形成され、
前記エンド部材は、平面視略Ｔ字状に形成され、対向して延在する両端突出部と、該両端突出部と直交して延在する直交端部とを有するエンドプレートであり、前記両端突出部を前記第１の鋼材の２つのフランジに溶接等で固着し、前記直交端部を前記第１の鋼材のウェブに溶接等で固着し、その溶接部に対して前記連結端面が弾性変形部に形成され、
前記連結端面を前記第２の鋼材に対接させて前記固定具で連結することを特徴とする鋼材の連結構造。
【請求項２】
第１の鋼材と第２の鋼材とを固定具を用いて連結する鋼材の連結構造であって、
前記第１の鋼材は、断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼であり、２つの平行なフランジとウェブとを有しており、
前記第１の鋼材の連結端部にその長手方向に直交する連結端面を有するエンド部材が溶接等で固着され、
前記エンド部材は、側面視略コ字状に形成され、上下の平行面とこれらを繋ぐ直交端面とから構成されると共に、前記第１の鋼材のウェブに固着される一方の平行面に、該ウェブに接触する突出片を有し、
前記エンド部材を２つ使用し、前記第１の鋼材の上フランジの下面に、一方のエンド部材の上部の平行面を固着すると共に、第１の鋼材のウェブに一方のエンド部材の下部の前記突出片を固着し、
前記第１の鋼材の下フランジの上面に、他方のエンド部材の下部の平行面を固着すると共に、第１の鋼材のウェブに他方のエンド部材の上部の前記突出片を固着し、その溶接部に対して前記連結端面が弾性変形部に形成され、
前記直交端面に前記連結孔を形成して前記連結端面として、
前記連結端面を前記第２の鋼材に対接させて前記固定具で連結することを特徴とする鋼材の連結構造。
【請求項３】
第１の鋼材と第２の鋼材とを固定具を用いて連結する鋼材の連結構造であって、
前記第１の鋼材は、断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼であり、２つの平行なフランジとウェブとを有しており、
前記第１の鋼材の連結端部にその長手方向に直交する連結端面を有するエンド部材が溶接等で固着され、
前記連結端面には、前記固定具を挿入する連結孔が形成され、
前記エンド部材は、平面視長方形状に形成され、前記第１の鋼材の前記フランジ間距離より長く形成された縦長のエンドプレートであり、
前記エンドプレートは、前記第１の鋼材の２つのフランジに固着されると共に、前記フランジ間に、該フランジと平行な鋼板が配置され、該鋼板を前記エンドプレートの裏面と前記第１の鋼材のウェブに固着し、
前記連結端面を前記第２の鋼材に対接させて前記固定具で連結することを特徴とする鋼材の連結構造。
【請求項４】
前記鋼板は、前記第１の鋼材の２つのフランジ間に複数固着されることを特徴とする請求項３に記載の鋼材の連結構造。
【請求項５】
ユニット建物を構成する直方体状の建物ユニットの１つの立面に連結され、該建物ユニットの内部空間を拡大させる小型の付帯構造物であって、
該付帯構造物は、前記第２の鋼材としての４本の柱材と、該柱材の下端部を水平方向に連結する前記第１の鋼材としての４本の下梁と、前記柱材の上端部を水平方向に連結する前記第１の鋼材としての４本の上梁とから直方体状に構成され、前記建物ユニットの前記１つの立面を構成する部材に連結固定されるものであり、
前記下梁及び上梁の少なくとも１本の梁材は、前記請求項１〜４のいずれかに記載の鋼材の連結構造を用いて前記柱材に前記固定具により連結されることを特徴とする付帯構造物。
【請求項６】
前記建物ユニットの前記付帯構造物を取り付ける取付面より突出する方向の上梁と下梁及び２本の柱材で袖フレームを２面形成し、
前記袖フレームは鉛直荷重のみを負担することを特徴とする請求項５に記載の付帯構造物。
【請求項７】
前記固定具による連結は、前記柱材にジョイント部材を介してボルトナットで着脱可能に連結されることを特徴とする請求項５又は６に記載の付帯構造物。
【請求項８】
前記４本の柱材は断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼からなり、前記ジョイント部材は、前記溝形鋼又はＣ形鋼の開口の一部を塞ぐように固着され、該ジョイント部材の裏側には、ボルトナット等の固定具の締結スペースが形成されていることを特徴とする請求項７に記載の付帯構造物。
【請求項９】
前記柱材は、溝形鋼又はＣ形鋼の上端及び下端の開口を閉じる水平状の補強板が固着されており、該補強板と共に前記ジョイント部材を支持する水平状の補強板が固着されていることを特徴とする請求項８に記載の付帯構造物。
【請求項１０】
前記柱材は、溝形鋼又はＣ形鋼のリブを補強する三角形状の補強プレートが固着されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の付帯構造物。
【請求項１１】
前記上梁及び下梁の少なくとも一方は、前記柱材との連結部にジョイント部材が固着され、前記上梁及び下梁の少なくとも一方は該ジョイント部材を介して前記柱材に前記固定具により連結されることを特徴とする請求項５に記載の付帯構造物。
【請求項１２】
前記ジョイント部材は平板状であり、上下の幅広部と中央の幅狭部とが傾斜辺で連結され、幅広部に前記下梁及び上梁を連結するためのボルトが挿入される貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の付帯構造物。
【請求項１３】
前記建物ユニットの長辺方向に沿う長さより前記付帯構造物の前記長辺方向に沿う長さが短尺であることを特徴とする請求項５〜１２のいずれかに記載の付帯構造物。
【請求項１４】
前記付帯構造物は、前記４本の柱材の少なくとも上部を連結する水平ブレース材を備えることを特徴とする請求項５〜１３のいずれかに記載の付帯構造物。
【請求項１５】
請求項５〜１４のいずれかに記載の付帯構造物を前記建物ユニットに連結固定したことを特徴とするユニット建物。
【請求項１６】
前記建物ユニットは、柱材及び梁材が全て剛接合されている耐力構造体であることを特徴とする請求項１５に記載のユニット建物。
【請求項１７】
前記付帯構造物は、前記建物ユニットの外面に連結固定されることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のユニット建物。
【請求項１８】
前記建物ユニットの１つの立面に連結される前記付帯構造物は、該１つの立面より水平方向に短く形成されており、前記建物ユニットは前記付帯構造物の柱材と対向する梁材が補強部材により補強されていることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載のユニット建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱材や梁材等の鋼材の連結構造に係り、例えば、建物ユニットに付帯する付帯構造物の柱材や梁材等のピン接合に適した鋼材の連結構造と、この連結構造を用いた付帯構造物、及びこの付帯構造物を建物ユニットに連結したユニット建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のピン接合による鉄骨骨組み構造としては、柱の両側にブラケットを取付け、両側のブラケット上面に並列２本組みの大梁を直交方向に支架してピン接合し、大梁の梁間をつなぎ梁でピン接合した並列２本組み大梁を用いたピン接合の鉄骨骨組み構造がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の柱と鉄骨梁との接合構造は、柱の側面に、これから突出するとともに、鉄骨梁のウェブが挿通可能な溝が形成された支承部を有するブラケットを取付け、このブラケットの溝にウェブを挿通させた鉄骨梁の上フランジを支承部に載置するとともに、下フランジと側面との間に隙間を形成した状態で、支承部と上フランジとを高力ボルトによってピン接合している（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１３３００２号公報
【特許文献２】特開平９−１００５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記した特許文献１に記載の構造のピン接合による鉄骨骨組み構造は、柱両側のブラケット上面に直交方向に支架され、ボルト等でピン接合された並列２本組のＨ形鋼材の大梁と、各並列２本組の大梁の梁間を繋ぐＨ形鋼材のつなぎ梁とを有しており、つなぎ梁の両端が大梁に溶接されたガセットプレートにボルト等でピン接合されている。このため、つなぎ梁は大梁に強固に接合され、実性能としてはピン接合でなく、固定（剛）接合に近い半固定接合の状態となり、例えば梁材に大きな水平力が加わった場合、接合部分に曲げモーメントが作用してボルト等が破断することがあり、さらには柱材が変形してしまうという問題点がある。
【０００６】
また、前記した特許文献２に記載の柱と鉄骨梁との接合構造は、鉄骨梁がその上フランジまたはエンドプレートの上端部のみで柱に接合されており、しかも鉄骨梁またはエンドプレートの下端部と柱の側面との間には、隙間が形成されているので接合強度が弱いという問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、柱材や梁材等に荷重や水平力等の外力が作用しても、接合部分のボルトやピン接合部が損傷を受ける恐れのない鋼材の連結構造を提供することにある。また、建物ユニットに付帯する付帯構造物に前記の鋼材の連結構造を用いて、建物ユニットに付帯して追従できる付帯構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明に係る鋼材の連結構造は、第１の鋼材と第２の鋼材とを固定具を用いて連結する鋼材の連結構造であって、前記第１の鋼材は、断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼であり、２つの平行なフランジとウェブとを有しており、前記第１の鋼材の連結端部にその長手方向に直交する連結端面を有するエンド部材が溶接等で固着され、前記連結端面には、前記固定具を挿入する連結孔が形成され、前記エンド部材は、平面視略Ｔ字状に形成され、対向して延在する両端突出部と、該両端突出部と直交して延在する直交端部とを有するエンドプレートであり、前記両端突出部を前記第１の鋼材の２つのフランジに溶接等で固着し、前記直交端部を前記第１の鋼材のウェブに溶接等で固着し、その溶接部に対して前記連結端面が弾性変形部に形成され、前記連結端面を前記第２の鋼材に対接させて前記固定具で連結することを特徴としている。
【０００９】
前記のごとく構成された本発明の鋼材の連結構造は、２つの平行なフランジとウェブとを有し、断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼である第１の鋼材の連結端部にエンド部材を固着し、このエンド部材の連結端面は弾性変形が可能な弾性変形部であり、第２の鋼材と連結端面とをボルトナット等の固定具で連結しているため、連結部分に外力が作用したときボルトナット等の固定具が破断したり、鋼材が変形する等の損傷を防止することができる。
【００１０】
また、本発明に係る鋼材の連結構造では、前記エンド部材は、平面視略Ｔ字状に形成され、対向して延在する両端突出部と、該両端突出部と直交して延在する直交端部とを有するエンドプレートであり、前記両端突出部を前記第１の鋼材の２つのフランジに固着し、前記直交端部を前記第１の鋼材のウェブに固着しており、平面視略Ｔ字状の両端突出部と直交端部を第１の鋼材のフランジとウェブに固着し、連結端面に第２の鋼材を連結するため、両端突出部の内側領域が弾性変形できボルトナット等の破断を防止し、鋼材の変形を防止することができる。
【００１１】
また、本発明に係る鋼材の連結構造の他の態様としては、第１の鋼材と第２の鋼材とを固定具を用いて連結する鋼材の連結構造であって、前記第１の鋼材は、断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼であり、２つの平行なフランジとウェブとを有しており、前記第１の鋼材の連結端部にその長手方向に直交する連結端面を有するエンド部材が溶接等で固着され、前記エンド部材は、側面視略コ字状に形成され、上下の平行面とこれらを繋ぐ直交端面とから構成されると共に、前記第１の鋼材のウェブに固着される一方の平行面に、該ウェブに接触する突出片を有し、前記エンド部材を２つ使用し、前記第１の鋼材の上フランジの下面に、一方のエンド部材の上部の平行面を固着すると共に、第１の鋼材のウェブに一方のエンド部材の下部の前記突出片を固着し、前記第１の鋼材の下フランジの上面に、他方のエンド部材の下部の平行面を固着すると共に、第１の鋼材のウェブに他方のエンド部材の上部の前記突出片を固着し、その溶接部に対して前記連結端面が弾性変形部に形成され、前記直交端面に前記連結孔を形成して前記連結端面として、前記連結端面を前記第２の鋼材に対接させて前記固定具で連結することを特徴としている。この構成によれば、エンド部材の直交端面を連結端面として第２の鋼材の連結するため、エンド部材の連結端面の弾性変形が可能となりボルトナットの破断や鋼材の損傷を防止することができる。
【００１２】
さらに、前記本発明に係る鋼材の連結構造の他の態様では、前記側面視略コ字状に形成されたエンド部材は、前記第１の鋼材のウェブに固着される一方の平行面に、該ウェブに接触する突出片を有するため、一方の平行面から突出する突出片を第１の鋼材のウェブに接触させることで、他方の平行面をフランジに密着して固着することができる。
【００１３】
本発明に係る鋼材の連結構造のさらに他の態様としては、第１の鋼材と第２の鋼材とを固定具を用いて連結する鋼材の連結構造であって、前記第１の鋼材は、断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼であり、２つの平行なフランジとウェブとを有しており、前記第１の鋼材の連結端部にその長手方向に直交する連結端面を有するエンド部材が溶接等で固着され、前記連結端面には、前記固定具を挿入する連結孔が形成され、前記エンド部材は、平面視長方形状に形成され、前記第１の鋼材の前記フランジ間距離より長く形成された縦長のエンドプレートであり、前記エンドプレートは、前記第１の鋼材の２つのフランジに固着されると共に、前記フランジ間に、該フランジと平行な鋼板が配置され、該鋼板を前記エンドプレートの裏面と前記第１の鋼材のウェブに固着し、前記連結端面を前記第２の鋼材に対接させて前記固定具で連結することを特徴としている。そして、前記鋼板は、前記第１の鋼材の２つのフランジ間に複数固着されることが好ましい。この構成によれば、エンドプレートは鋼板で補強され、エンドプレートの損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の鋼材の連結構造は、柱材や梁材等の鋼材のピン接合部でのボルトナット等の固定具の破断を防止することができ、柱材や梁材等の鋼材の変形等の損傷を防止することができる。また、本発明の鋼材の連結構造を小型の付帯構造物に適用することで、付帯構造物を構成する柱材や梁材のピン接合部の損傷を防止することができる。さらに、この付帯構造物を建物ユニットに連結付帯させることで、建物ユニットの内部空間を拡大でき、外観に変化を持たせて重厚な外観を可能としたユニット建物とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る鋼材の連結構造の第１実施形態を示す梁材の連結端部を分解した状態の要部斜視図。
【図２】図１の梁材の側面図。
【図３】図１，２に示す梁材と柱材との連結構造を示す分解した状態の要部斜視図。
【図４】図３に示す柱材と梁材との連結構造を示し、梁材に荷重が作用した状態の要部正面図。
【図５】本発明に係る鋼材の連結構造の第２実施形態を示す分解した状態の要部斜視図。
【図６】（ａ）は図５に示す梁材の側面図、（ｂ）は（ａ）のエンド部材の斜視図。
【図７】図５，６に示す柱材と梁材との連結構造を示し、梁材に荷重が作用した状態の要部正面図。
【図８】本発明に係る鋼材の連結構造の第３実施形態の梁材を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は要部斜視図。
【図９】図８に示す柱材と梁材との連結構造を示し、梁材に荷重が作用した状態の要部正面図。
【図１０】図８に示す鋼材の連結構造で使用するエンドプレートの変形例を固着した梁材を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は要部斜視図。
【図１１】本発明に係る鋼材の連結構造の実施形態を適用する付帯構造物が連結固定される建物ユニットの斜視図。
【図１２】図１１の建物ユニットの柱材と梁材との接合部を示す要部斜視図。
【図１３】図１１，１２の建物ユニットの柱材と補強プレートとの接合部を示す要部斜視図。
【図１４】図１１，１２の建物ユニットの補強プレートと梁材との接合部を示し、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は要部正面図、（ｃ）は（ｂ）のｄ０−ｄ０線に沿う断面図。
【図１５】図１１の建物ユニットに連結固定される付帯ユニットの一実施形態の斜視図。
【図１６】図１５の付帯ユニットの分解状態を示す斜視図。
【図１７】図１１，１５に示される付帯ユニットを建物ユニットに連結固定した状態を示し、（ａ）は２階の建物ユニットに付帯ユニットを連結した要部側面図、（ｂ）は、１階の建物ユニットに付帯ユニットを連結した要部側面図。
【図１８】図１５のＡ部を分解した状態の要部斜視図。
【図１９】図１８の下梁の連結部に本発明の第１実施形態の鋼材の連結構造を適用した要部分解斜視図。
【図２０】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１８の下梁の連結部のジョイントプレートの変形例を示す斜視図。
【図２１】図１８の下梁の連結部に本発明の第２実施形態の鋼材の連結構造を適用した要部分解斜視図。
【図２２】図１８の下梁の連結部に本発明の第３実施形態の鋼材の連結構造を適用した要部分解斜視図。
【図２３】図１８のｄ１−ｄ１線に沿う断面図。
【図２４】図１８のｄ２−ｄ２線矢視図。
【図２５】図１８のｄ３−ｄ３線に沿う断面図。
【図２６】図１８のｄ４−ｄ４線に沿う断面図。
【図２７】図１５に示す付帯ユニットをユニット建物に連結した状態を示し、（ａ）は１つの建物ユニットの短辺方向と長辺方向に付帯ユニットを連結した要部斜視図、（ｂ）は２つの建物ユニットを２層にして４個の建物ユニットを用いたユニット建物の１階の短辺方向に１つの付帯ユニットを連結した要部斜視図、（ｃ）はユニット建物の２階の短辺方向に１つの付帯ユニットを連結した要部斜視図、（ｄ）はユニット建物の１階と２階の短辺方向に２つの付帯ユニットを上下に連結した要部斜視図、（ｅ）はユニット建物の１階の長辺方向に１つの付帯ユニットを連結した要部斜視図、（ｆ）はユニット建物の２階の長辺方向に１つの付帯ユニットを連結した要部斜視図、（ｇ）は（ｆ）の付帯ユニットより短い付帯ユニットを連結した要部斜視図。
【図２８】図１５に示す付帯ユニットをユニット建物に連結した状態を示し、（ａ）は２つの建物ユニットを２層にしたユニット建物の長辺方向に付帯ユニットを１，２階に重ねて連結した要部斜視図、（ｂ）はユニット建物の１階の長辺方向に１つの付帯ユニットを連結し、その上にバルコニーを設置した要部斜視図、（ｃ）は２つの建物ユニットを２層にするとともに１階に建物ユニットを並べたユニット建物の１階の短辺方向に１つの付帯ユニットを連結した要部斜視図、（ｄ）は２つの建物ユニットを２層にしたユニット建物の１階の建物ユニットの長辺方向に短辺用の付帯ユニットを連結した要部斜視図、（ｅ）は２つの建物ユニットを２層にしたユニット建物の１階の２つの建物ユニットの短辺方向に連続するように付帯ユニットを連結した要部斜視図。
【図２９】図１５に示す他の付帯ユニットをユニット建物に連結した状態を示し、（ａ）は１つの建物ユニットの短辺方向に長さの短い付帯ユニットを連結した要部斜視図、（ｂ）は（ａ）のｄ５部分のｄ６−ｄ６方向から見た矢視図、（ｃ）は（ｂ）のｄ７−ｄ７方向から見た矢視図。
【図３０】図１５に示すさらに他の付帯ユニットをユニット建物に連結した状態を示し、（ａ）は１階の建物ユニットの長辺方向に沿って短い付帯ユニットを連結した要部斜視図、（ｂ）は（ａ）のｄ８−ｄ８方向から見た矢視図、（ｃ）は（ｂ）のｄ９−ｄ９方向から見た矢視図。
【図３１】付帯ユニットの他の実施形態の要部構成を示す分解斜視図。
【図３２】付帯ユニットのさらに他の実施形態の要部構成を示す分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る鋼材の連結構造の第１実施形態を図１〜４に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る鋼材の連結構造の梁材の連結部を分解した状態の斜視図、図２は、図１の梁材の側面図、図３は連結端部にエンドプレートを固着した梁材と柱材との位置関係を模式的に示す斜視図、図４は連結した柱材と梁材に外力が加わった状態の側面図である。
【００１７】
図１〜４において、本実施形態の鋼材の連結構造５０は、第１の鋼材として梁材５１と、第２の鋼材として柱材５２とをボルトナット等の固定具を用いて連結するものである。第１の鋼材５１は、その長手方向に直交する断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼であり、２つの平行なフランジ５１ａ，５１ａとウェブ５１ｂとを有している。２つの平行な水平のフランジ５１ａ，５１ａは垂直のウェブ５１ｂで接合され、長手方向に直交する断面形状が略コ字状、あるいはＣ形に形成されている。
【００１８】
第１の鋼材である梁材５１は、その連結端部に溶接等でエンド部材として平板状のエンドプレート５３が固着されている。梁材５１の連結端部はフランジ５１ａの水平方向の幅をＬで、ウェブ５１ｂの高さはＨに設定されている。エンドプレート５３は、連結端面としてフランジ５１ａの幅より小さい幅Ｌ１で、ウェブ５１ｂの高さより大きい高さＨ１で上下端部が両端突出部５３ａ，５３ａである長方形部と、この長方形部より水平方向にフランジの長さより大きく延出する幅Ｌ２で高さＨ２の直交端部５３ｂとを有する平面視略Ｔ字状に形成されている。
【００１９】
そして、略Ｔ字状の３つの突出部、すなわち対向して延在する両端突出部５３ａ，５３ａと、これら両端突出部と直交して延在する直交端部５３ｂとを梁材５１の端面に３個所の溶接部５３ｃで固着して梁材の仕口としている。このように、エンドプレート５３は梁材５１の長手方向に直交する連結端面を有しており、この連結端面の直交端部５３ｂを除く領域が弾性変形が可能な弾性変形部５３ｄに形成されている。すなわち、エンドプレート５３は弾性変形部５３ｄを有して構成されている。そして、弾性変形部５３ｄには連結孔５４が貫通して形成されており、この連結孔５４に固定具としてボルト５５が挿入され、ナット５６で連結される。ボルトナット５５，５６で連結するときワッシャ５７を挟んで固定する。
【００２０】
このように構成されたエンドプレート５３は、上下及び側方に突出する延出部分（５３ａ，５３ｂ）を溶接等で梁材５１の端部に固着しており、梁材５１のコーナー部は溶接等で固着されない非溶接部を有している。両端突出部５３ａ，５３ａの溶接長さＬ１は、フランジの長さＬの３分の２程度が好ましく、直交端部５３ｂの溶接長さＨ２はウェブの高さＨの３分の１程度が好ましい。エンドプレート５３は前記のように非溶接部を有して固着されているため、連結された梁材５１や柱材５２に荷重や水平力等の外力が作用したとき弾性変形がしやすい形状に構成されている。すなわち、エンドプレート５３は外力が作用したとき、平板部分が湾曲できるような厚さ、長さに設定されている。
【００２１】
このように第１の鋼材である梁材５１は連結端部にエンドプレート５３が固着して構成され、第２の鋼材として柱材５２に連結固定される。柱材５２は梁材５１と同様に、断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼であり、２つの平行なフランジ５２ａ，５２ａとウェブ５２ｂとを有している。２つの平行な水平のフランジ５２ａ，５２ａは垂直のウェブ５２ｂで接合され、断面が略コ字状、あるいはＣ形に形成されている。そして、柱材５２は、梁材５１が連結される上下の端部は補強板で補強されている。すなわち、図３示のように下端部には鋼材の開口を塞ぐように、補強板５８が溶接等で固着されている。また、梁材５１の高さに相当する位置に、フランジ及びウェブに内接するように補強板５８Ａが溶接等で固着されている。このように、梁材５１が連結される柱材５２の部位は補強板５８，５８Ａで補強され、梁材５１が連結固定されたときのフランジやウェブの変形を防止している。柱材５２の下端部には梁材５１の連結孔５４に対応する位置に連結孔５９が形成されている。柱材５２の上端部に梁材を連結するときは、柱材の上端部に２枚の補強板を固着し、連結孔を形成する。
【００２２】
前記の如く構成された本実施形態の鋼材の連結構造５０の動作について以下に説明する。柱材５２の下端部に梁材５１を連結固定するときは、エンドプレート５３が固着された梁材５１を柱材５２の下端部と対接させ、エンドプレート５３の連結孔５４にボルト５５を挿通させ、さらに柱材５２の連結孔５９にも挿通し、ボルト５５の突出端部にナット５６をねじ込んで締め込むことで容易に連結固定することができる。ボルトナットにはワッシャ５７を通して連結することが好ましい。
【００２３】
このように、柱材５２の下端部に梁材５１を連結固定した後、この連結部分に外力が作用した場合について、図４を参照して以下に説明する。梁材５１に曲げモーメントＭが作用すると、梁材５１の連結端部に固着されたエンドプレート５３は連結孔５４の周囲部分はボルトナット５５，５６等の固定具により固定されているため柱材５２の面と密着するが、連結孔５４の周囲から外側の部分は弾性変形して変形部５３ｄ，５３ｄが形成され、エンドプレート５３は上方が柱材５２から開いた状態に傾斜する。曲げモーメントＭが右回りに作用すると上方の変形部５３ｄが大きく、下方ほど小さくなる。反対に曲げモーメントＭが左回りに作用すると上方の変形部５３ｄが小さく、下方ほど大きくなる。
【００２４】
このように、本実施形態の鋼材の連結構造５０では、梁材５１と柱材５２との連結部に外力が作用すると、エンドプレート５３の平板部分である連結端面が弾性変形（５３ｄ）して外力を柱材５２に伝達しないため、外力に対して柔軟に対応することができる。なお、外力として曲げモーメントの例を示したが、梁材５１に鉛直方向に加わる荷重等の他の外力の場合でも、同様にエンドプレート５３が弾性変形して対応することができる。このため、ボルトナット５５，５６が破断することなく、梁材５１や柱材５２の変形等の損傷を防止することができる。曲げモーメントＭが無くなると弾性変形部５３ｄは元の形状に戻り、柱材５２と梁材５１は直角の状態に戻る。
【００２５】
本発明に係る鋼材の連結構造の第２実施形態を図５〜７に基づき詳細に説明する。図５は本発明に係る鋼材の連結構造の第２実施形態を示し、柱材と梁材を分離した要部斜視図、図６（ａ）は図５の梁材の側面図、（ｂ）は一方のエンド部材の斜視図、図７は連結した柱材と梁材に外力が加わった状態の側面図である。なお、この実施形態の鋼材の連結構造６０は前記した実施形態の鋼材の連結構造５０に対し、第１の鋼材である梁材５１の連結部に固着するエンド部材６１が平板状のエンドプレートでなく、鋼板を屈曲したエンド部材であることを特徴とする。そして、他の実質的に同等の構成については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２６】
図５〜７において、エンド部材６１は、側面視略コ字状に形成され、上下の平行面６２，６２とこれらを繋ぐ直交端面６３とから構成されている。エンド部材６１は本実施の形態では梁材５１の内部に間隔を空けて２個使用され、梁材５１の内部に溶接等で固着される。エンド部材６１は上下の平行面６２の一方には梁材５１のウェブ５１ｂに接触するように突出片６４が突出形成されている。上方に位置するエンド部材６１は梁材５１の上フランジ５１ａの下面に上方の平行面６２を固着し、下方の平行面６２からウェブ５１ｂ方向に突出する突出片６４をウェブ５１ｂに固着している。下方のエンド部材６１は梁材５１の下フランジ５１ａの上面に下方の平行面６２を固着し、上方の平行面６２からウェブ５１ｂ方向に突出する突出片６４をウェブ５１ｂに固着して梁材５１の仕口としている。
【００２７】
エンド部材６１は、上下の平行面６２，６２が梁材５１のフランジ５１ａ，５１ａとウェブ５１ｂに溶接等で固着され、直交端面６３は突出片６４によりウェブ５１ｂから離れて溶接されない非溶接面で弾性変形が可能な面となっている。そして、この直交端面６３にボルトが挿通される連結孔６５が形成されている。
【００２８】
このように構成された鋼材の連結構造６０では、梁材５１と柱材５２とを連結するときは梁材５１の内周側に２個のエンド部材６１を溶接等で固着する。２個のエンド部材６１は一方の平行面６２が梁材のフランジ５１ａの内面に固着され、他方の平行面６２の突出片６４がウェブ５１ｂに固着され、梁材の長手方向に直交する連結端面６３は梁材のウェブ５１ｂから浮いた状態となる。このようにして第２の実施形態の梁材５１の仕口部分を形成する。
【００２９】
柱材５２に梁材５１を連結するときは、梁材５１の連結端部に固着された２個のエンド部材６１の連結端面６３を柱材５２のフランジ５２ａに対接させ、エンド部材６１の連結孔６５と柱材５２の連結孔５４とにボルト５５を挿通させ、ナット５６をねじ込んで締めこむことで両方の鋼材５１，５２を連結することができる。この連結状態において、例えば梁材５１に曲げモーメントＭが作用すると、梁材５１の連結端部に固着されたエンド部材６１の連結端面６３は図７に示すように湾曲して弾性変形部６３ａとなり、ボルトナット５５，５６の破断を防止すると共に、梁材５１や柱材５２の損傷を防止することができる。曲げモーメントＭが無くなると弾性変形部６３ａは元の形状に戻り、柱材５２と梁材５１は直角の状態に戻る。
【００３０】
本発明に係る鋼材の連結構造の第３実施形態を図８，９に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態の鋼材の連結構造７０は前記した実施形態の鋼材の連結構造５０，６０に対し、第１の鋼材である梁材１２の連結端部に固着するエンド部材７１が平板状のエンドプレートであり、このエンドプレートは梁材のフランジと平行な鋼板で補強されたエンドプレートであることを特徴とする。そして、他の実質的に同等の構成については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３１】
図８，９において、鋼材の連結構造７０を構成するエンドプレート７１は平面視縦長長方形状に形成され、第１の鋼材である梁材５１のフランジ間距離より長く縦長に形成されたエンドプレートであり、エンドプレート７１は、梁材５１の２つのフランジ５１ａ，５１ａに固着されると共に、フランジ間に、該フランジと平行な鋼板７２，７２が配置され、該鋼板をエンドプレート７１の裏面と梁材５１のウェブ５１ｂに固着し、エンドプレート７１を補強している。エンドプレート７１には、柱材を連結するためのボルトを挿通させる連結孔７３が貫通して形成されている。この貫通した連結孔７３，７３は上方のフランジ５１ａと上方の鋼板７２との中間位置に形成されると共に、下方のフランジ５１ａと下方の鋼板７２との中間位置に形成されている。
【００３２】
梁材５１とエンドプレート７１との溶接個所は、フランジ５１ａの水平部分と溶接部７１ａで固着され、ウェブ５１ｂの中間部分と溶接部７１ｂで固着されている。鋼板７２はエンドプレート７１と溶接部７２ａで溶接され、ウェブ５１ｂと溶接部７２ｂで溶接されている。なお、鋼板７２は２枚固着する例を示したが、１枚でも、あるいは３枚以上でもよい。このようにして第３の実施形態の梁材５１の仕口部分を形成する。
【００３３】
この実施形態においても、鋼材の連結構造７０はエンドプレート７１の連結孔７３，７３にボルト５５，５５を通し、柱材５２のフランジに形成された連結孔５９，５９に挿通させ、ナット５６，５６を締めることで柱材５２に梁材５１を連結することができる。ボルトナット５５，５６には前記の各実施形態と同様にワッシャ５７，５７を挟んで連結している。この連結状態において、例えば梁材５１に曲げモーメントＭが作用すると、梁材５１の連結端部に固着されたエンドプレート７１の連結端面である平坦面は図９に示すように湾曲して弾性変形部７１ｃとなり、ボルトナット５５，５６の破断を防止すると共に、梁材５１や柱材５２の損傷を防止することができる。曲げモーメントＭが無くなると弾性変形部７１ｃは元の形状に戻り、柱材５２と梁材５１は直角の状態に戻る。
【００３４】
前記した第３の鋼材の連結構造において、梁材５１の連結端部に固着されるエンドプレートは、図１０に示されるエンドプレート７５のように変更することができる。このエンドプレート７５は長方形状の平坦な鋼板で形成され、その高さは梁材５１の高さより大きく、その幅は梁材５１の幅より小さく形成され、梁材５１のウェブ５１ｂには至らない幅に設定されている。このため、エンドプレート７５は梁材のフランジ５１ａに溶接部７５ａで溶接されると共に、フランジと平行な鋼板７６に溶接部７６ａで溶接され、ウェブとは非溶接の構成となっている。鋼板７６はエンドプレート７５の裏面に溶接されると共に、梁材５１のウェブに溶接部７６ｂで溶接され、エンドプレート７５を補強している。このエンドプレート７５ではフランジ５１ａと鋼板７６とに挟まれた領域が弾性変形部７５ｂとして機能し、梁材５１や柱材５２に加わる外力に対して弾性変形して固定具の破断や鋼材の変形を防止する。
【００３５】
このように構成された本発明の鋼材の連結構造５０，６０，７０は、ユニット建物を構成する建物ユニット１に連結されて建物ユニットの内部空間を拡大させることができる直方体状の付帯構造物１０に好適に用いることができる。ここで、建物ユニット１と付帯構造物である付帯ユニット１０について図面を参照して詳細に説明する。先ず、図１１〜１４を参照して建物ユニット１について詳細に説明する。図１１は建物ユニットの骨組を示す斜視図であり、図１２は建物ユニットの柱材と梁材との接合部を示す要部斜視図であり、図１３は建物ユニットの柱材と補強プレートとの接合部を示す要部斜視図であり、図１４は建物ユニットの補強プレートと梁材との接合部を示し、（ａ）は要部平面図、（ｂ）は要部正面図、（ｃ）は（ｂ）のｄ０−ｄ０線に沿う断面図である。
【００３６】
図１１〜１４において、建物ユニット１は、鋼製の構造材を溶接で直方体状に接合して形成したボックスラーメン構造のものであり、角柱からなる４本の柱材２，２…と、この柱材の下端部を水平方向に連結する長辺方向の下梁（床梁）３，３と、短辺方向の下梁（床梁）４，４と、４本の柱材２，２…の上端部を水平方向に連結する長辺方向の上梁（天井梁）５，５と、短辺方向の上梁（天井梁）６，６とから直方体状に形成される。そして、建物ユニット１には、床根太７，７…が下梁３，３間に所定間隔で架設され、天井根太８，８…が上梁５，５間に所定間隔で架設されている。各柱材と各梁材とはコーナー部に補強プレート９，９…を介在させて溶接され、建物ユニット１の剛性を高めている。建物ユニット１は構造計算された耐力構造体となっている。そして、下梁３，３，４，４と、床根太７，７…によりＸ−Ｙ面に沿う水平な床構面が形成されている。
【００３７】
具体的には、建物ユニット１は、図１２〜１４に示されるように、柱材２と梁材（下梁３，４、上梁５，６）との接合部には補強プレート９が介在され、柱材２と梁材との接合部を補強することで剛性を高めている。柱材２とコ字状に屈曲された補強プレート９との接合部は図１３に示されるように、上板部９ａはウェルド部ｗ１で溶接され、縦板部９ｂはウェルド部ｗ２で溶接され、下板部９ｃはウェルド部ｗ３で溶接され、強固に固着されている。他の補強プレート９，９…も同様に強固に溶接されている。また、梁材３と補強プレート９との接合部は、図１４に示されるように、梁材の上板部と下板部とはウェルド部ｗ４〜ｗ６で強固に溶接され、梁材の縦板部とはウェルド部ｗ７、ｗ８で強固に溶接されている。なお、２点鎖線で示すように、スポット溶接によるスポット部ｓ１〜ｓ３で強固に溶接するように構成してもよい。このように、建物ユニット１は柱材と梁材とが補強プレートを介在させて強固に接合され、剛性の高い構造となっている。
【００３８】
建物ユニット１の直方体において、長辺方向をＸ方向、短辺方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として説明する。建物ユニット１は、例えば長辺方向（Ｘ方向）の長さが２〜５．６メートル程度の長尺であり、短辺方向（Ｙ方向）の長さが１．３もしくは２．５メートル程度であり、高さ方向（Ｚ方向）の長さが２．５〜３メートル程度の直方体状に形成されている。すなわち、建物ユニット１は長辺方向に沿う２つの立面（Ｘ−Ｚ面）と、短辺方向に沿う２つの立面（Ｙ−Ｚ面）と、上面、及び底面（Ｘ−Ｙ面）の６つの面から構成されている。
【００３９】
建物ユニット１に連結固定される付帯ユニット１０は、小型の直方体をしており、６面を有する直方体状の建物ユニット１の１つの立面である短辺側の側面（Ｙ−Ｚ面）に連結されるように、短辺側の側面と同じ長方形の側面を有しており、建物ユニット１の長辺方向に沿う長さが短く設定されている。例えば、建物ユニット１の長辺方向の長さが２〜５．６メートル程度の長尺であるのに対して、付帯ユニット１０のＸ方向の長さは０．４５〜２メートル程度の短尺に設定されている。
【００４０】
つぎに、前記の建物ユニット１に付帯して連結される付帯構造物である付帯ユニット１０について詳細に説明する。付帯ユニット１０は、図１５〜１７に示されるように薄型の直方体状をしており、互いに平行な４本の断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼からなる柱材１１，１１…と、これらの柱材の下端部をＸ方向に連結する２本の下梁１２，１２と、Ｙ方向に連結する２本の下梁１３，１３、及び柱材の上端部をＸ方向に連結する２本の上梁１４，１４と、Ｙ方向に連結する上梁１５，１５で構成されている。そして、付帯ユニット１０は、本実施の形態では、建物ユニット１のＹ−Ｚ方向の側面の長方形と、付帯ユニット１０のＹ−Ｚ方向の側面の長方形とが同じ形状となっている。この構成により、建物ユニット１に付帯ユニット１０が連結固定されたとき、外形的に建物ユニット１が長手方向（Ｘ方向）に延長され、突出部や段差部が生じない形状となる。
【００４１】
付帯ユニット１０は、建物ユニット１の付帯ユニット１０を取り付ける取付面より突出する方向、すなわち、Ｘ方向に伸びる上梁１４，１４と下梁１２，１２及び２本の柱材１１，１１で袖フレーム１６，１６を２面形成している。２面の袖フレーム１６，１６は対向している平行面で構成され、後述する側面１６，１６と同義である。また、４本の下梁１２，１２，１３，１３で水平構面として床構面が形成され、４本の上梁１４，１４，１５，１５で水平構面として天井構面が形成される。床構面は詳細には図示していないが、図１６に示されるように下梁１３，１３と、これらを連結する床複数の根太で構成される。また、天井構面は図１６に示されるように上梁１５，１５と、これらを連結する複数の天井根太で構成される。なお、天井構面は図１５に示されるように４本の上梁１４，１４，１５，１５と水平ブレース材１７，１７で構成してもよい。
【００４２】
付帯ユニット１０を構成する４本の柱材１１は、断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形の鋼材から形成されており、建物ユニット１の断面（ロ）型の角柱の鋼材から形成されている柱材と異なる構成であり、付帯ユニット１０のコスト低減が可能となっている。この付帯ユニット１０は基本的には隣接する建物ユニット１の１つの立面に連結して固定されるため、基本となる建物ユニット１の強度に依存する非耐力構造体の構成であり、付帯ユニット１０自体の強度は緩くても問題はない構成となっている。すなわち、付帯ユニット１０は構造計算された強度は要求されず、空間を保持するための強度のみが要求される構成となっているため、コストダウンを達成することができる構成となっている。
【００４３】
付帯ユニット１０は、例えば図１７（ａ）に示されるように、１階の建物ユニット１Ａの上部に２階の建物ユニット１が載置固定され、２階の建物ユニット１に付帯してオーバーハング状態に連結固定される。この場合、付帯ユニット１０の下方に補助柱ｈを設けるように構成してもよい。図１７（ｂ）では、基礎Ｋの上部に建物ユニット１が設置固定され、この建物ユニット１に付帯して付帯ユニット１０が連結固定される。いずれの場合も、付帯ユニット１０は建物ユニット１を構成する柱材や梁材に、後述するようにボルトナット等で連結固定される。
【００４４】
付帯ユニット１０を構成する部材のうち、Ｘ方向に沿う上梁１４，１４は柱材１１，１１の上端に溶接等で剛接合され、下梁１２，１２は柱材１１，１１の下端に固定具としてボルトナット等で連結され側面１６，１６を構成している。本実施形態の鋼材の連結構造５０は、下梁１２と柱材１１との連結部に適用される。すなわち、下梁１２の両端部には、図１８，１９に示されるようにエンドプレート５３が溶接等で固着されている。このエンドプレート５３は基本的には図３等に示されるエンドプレートと同じ構成である。エンドプレート５３の貫通孔５４と柱材１１の下端部の貫通孔１１ｃにボルト５５を挿通しナット５６で固定し、柱材１１と下梁１２をボルトナットで連結しピン接合としている。なお、２本の柱材１１，１１の下端と下梁１２，１２とを剛接合し、２本の柱材の上端と上梁１４，１４とをボルトナットでピン接合するように構成してもよい。
【００４５】
このため、図１６に示すように、Ｘ−Ｚ方向の付帯ユニット１０の側面１６，１６は上梁１４の両端に柱材１１，１１の上端部が剛接合された門型の接合体の下端を下梁１２で連結した接合面となっている。また、付帯ユニット１０を構成する部材のうち、Ｙ方向に沿う下梁１３，１３、及び上梁１５，１５は柱材１１，１１…にボルトナット等の固定具で連結されたピン接合面となっている。これにより、下梁１２，１２は柱材１１，１１と着脱可能であり、上梁１４，１４が柱材１１，１１と剛接合されている構成と比較して柔軟な構造となっている。本実施形態では、付帯ユニット１０の上部には、４本の柱材１１，１１…を連結する水平ブレース材１７，１７（図１５参照）がクロス状態に固定されているが、この水平ブレース材は必ずしも必要でない。
【００４６】
ここで、付帯ユニット１０の詳細を図１８〜２６に基づいて説明する。付帯ユニット１０を構成するＹ方向の下梁１３，１３、及び上梁１５，１５は、前記のように柱材１１，１１…にボルト接合されている。すなわち、柱材１１を構成する断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼の下端には、Ｃ形鋼の開口を閉じるように２枚の補強板２０，２０が溶接等により水平に固着されており、２枚の補強板の間隔は下梁１３の高さと一致している。また、断面コ字状のＣ形鋼から構成される柱材１１の上端には、同様にＣ形鋼の開口を閉じるように２枚の補強板２１，２１が溶接等により水平に溶着されており、２枚の補強板の間隔は上梁１５の高さと一致している。
【００４７】
そして、前記２枚の補強板２０，２０，２１，２１と、Ｃ形鋼の外側の端面とを連結するようにジョイントプレート２２，２２…が溶接等により垂直に固着されている。このジョイントプレート２２は溝形鋼又はＣ形鋼の開口の一部を塞ぐように固着され、上下の幅広部と中央の幅狭部とが傾斜辺で連結され、幅広部に下梁１３及び上梁１５を連結するためのボルト２３が挿入される貫通孔２４，２４…が形成され、幅狭部によりジョイントプレート裏側に形成された空間を通して、柱材１１のＣ形鋼の内部に固定具としてボルトやナットを挿入できる構成となっている。ジョイントプレート２２は、図２０（ａ）、（ｂ）に示されるように、補強板２０，２０に溶接される部分が三角形で、上下の三角形をつなぐ細板部で構成したジョイントプレート２２Ａや、２つの三角形に分割されたジョイントプレート２２Ｂの形状のものでもよい。
【００４８】
付帯ユニット１０を構成する柱材１１と下梁１２とは、前記の鋼材の連結構造５０の代わりに、図２１に示す前記の鋼材の連結構造６０を適用することができる。図２１において、下梁１２の両端部には、エンド部材６１が溶接等で固着されている。エンド部材６１は図５〜７に示す例と同様に、側面視略コ字状に形成され、上下の平行面とこれらを繋ぐ直交端面とから構成されている。そして、エンド部材６１を２つ使用し、梁材１２の上フランジの下面に、一方のエンド部材の上部の平行面を固着すると共に、梁材１２のウェブに一方のエンド部材の下部の平行面の突出片を固着している。さらに、梁材１２の下フランジの上面に、他方のエンド部材の下部の平行面を固着すると共に、梁材１２のウェブに他方のエンド部材の上部の平行面の突出片を固着している。直交端面に連結孔６５を形成して弾性変形可能な連結端面としている。この鋼材の連結構造６０では、ボルトナット５５，５６で柱材１１に梁材１２を連結固定すると、エンド部材６１の連結端面が弾性変形できるため、柱材１１や梁材１２に外力が加わると、図７に示されるようにエンド部材６１が弾性変形してボルトナット５５，５６の破断や鋼材の変形等の損傷を防止することができる。
【００４９】
また、付帯ユニット１０を構成する柱材１１と下梁１２との連結に、図２２に示す前記の鋼材の連結構造７０を適用することもできる。図２２において、下梁１２の両端部には、エンドプレート７１が溶接等で固着されている。エンドプレート７１は図８，９に示す例と同様に、平面視長方形状に形成され、梁材１２のフランジ間距離より長く形成された縦長のエンドプレートであり、梁材１２の２つのフランジの連結端部に固着されると共に、フランジ１２ａ間に、該フランジと平行な鋼板７２が配置され、鋼板７２をエンドプレート７１の裏面と梁材１２のウェブに固着している。そして、フランジ１２ａと鋼板７２との間の平板部が弾性変形可能な弾性変形部であり、この部分に連結孔７３が形成されている。この鋼材の連結構造７０では、ボルトナット５５，５６で柱材１１に梁材１２を連結固定すると、エンドプレート７１のフランジ１２ａと鋼板７２との間の連結端面が弾性変形できるため、柱材１１や梁材１２に外力が加わると、図９に示されるようにエンドプレート７１が弾性変形してボルトナット５５，５６の破断や鋼材の変形等の損傷を防止することができる。
【００５０】
建物ユニット１に対向する２本の柱材１１，１１の上下端部に固着された補強板２０，２１とジョイントプレート２２とにより、Ｙ方向に沿う下梁１３と上梁１５の連結部が構成される。そして、下梁１３，１３と上梁１５，１５には、ジョイントプレート２２と対接するエンドプレート１３ａ、１５ａが固着され、ジョイントプレートの貫通孔２４，２４…に対応してボルト２３を挿入できる貫通孔１３ｂ，１５ｂが形成されている。このように、上梁１５，１５と下梁１３，１３はジョイントプレート２２を介してボルトナット２３で接合される構成となっている。なお、図示していないが、Ｙ方向の建物ユニット１と離れた側の下梁１３と上梁１５も同様にジョイントプレートとエンドプレートとを用いてボルトナットにより連結される構成となっている。
【００５１】
また、柱材１１の上部の補強板２１，２１の中間には、Ｃ形鋼の内側のリブを補強するための三角形状の補強プレート２５，２５（図２５、２６参照）が溶接等により固着されている。この補強プレートにより補強された柱材１１のリブには連結プレート２６，２６が溶接等により固着され、この連結プレートと対角線上に位置する柱材１１の同等の位置に固着された連結プレートとの間に水平ブレース材１７，１７が連結されている。この水平ブレース材１７，１７は中間位置にターンバックルを介在させて、長さ及び張力を調整できるように構成してもよい。
【００５２】
建物ユニット１の柱材２，２には、付帯ユニット１０を建物ユニット１に連結するための構成として、柱材２，２の付帯ユニット１０と対向する上下端部のそれぞれに２つの取付孔３０，３０が形成され、この取付孔の内部には付帯ユニット１０を建物ユニット１に連結固定するボルト３１，３１が螺合されるナット３２，３２が溶接等により固着されている。また、２つのナットが溶接された取付孔の中間にはガイドピン３３がナット等を介して固定されている。このガイドピン３３は、建物ユニット１に付帯ユニット１０を連結固定する際に、ボルト締めを容易にするべく位置決めするためのものであり、ガイドピン３３の先端は先細に形成されている。
【００５３】
付帯ユニット１０には、建物ユニット１の取付孔３０と、ガイドピン３３に対応して、柱材１１，１１の建物ユニット１と対向する面に３つの貫通孔２７が形成されている。上下の２つの貫通孔はボルト３１，３１が挿入され、中央の貫通孔にはガイドピン３３が挿入される。そして、建物ユニット１の柱材２と付帯ユニット１０の柱材１１との間には、スペーサ３５が介在される構成となっている。スペーサ３５には、ボルト３１，３１及びガイドピン３３が挿入できる貫通孔が形成されている。
【００５４】
このように形成された付帯ユニット１０は、柱材、梁材が全て剛接合されている建物ユニット１に対して、２つの面（Ｘ−Ｚ面）の柱材１１，１１の上端と上梁１４とが剛接合され、柱材１１，１１の下端と下梁１２とがボルトナット５５，５６でピン接合された２つの側面１６，１６が形成され、側面１６，１６同士を４本の梁材１３，１３，１５，１５でボルトナット２３により連結して接合する構造であるため、付帯ユニット１０を構成する柱材や梁材のコストも低減することができる。また、付帯ユニット１０は、柱材１１，１１と下梁１２と上梁１４で構成される２つの側面１６，１６と４本の梁材１３，１３，１５，１５に分けて輸送し、現地で梁材を固定して組立てる構成とすることもできる。さらに、必要に応じて現地で組立てず、工場で直方体状に構成して輸送することもできる。なお、図示の実施形態では、付帯ユニット１０を構成する直方体の対向する２つの側面を、一部が剛接合されたＸ−Ｚ方向の２つの面としたが、Ｙ−Ｚ方向の２つの面を一部が剛接合された側面としてもよいのは勿論である。
【００５５】
建物ユニット１を構成する柱材２，２…の上下端面には、貫通孔が形成され、この貫通孔の内面にはナットが溶接等により固着されている。建物ユニット１の４本の柱材の上部の貫通孔は、建物ユニット１を輸送する際や、基礎上に設置する際に吊上げるためのアイボルト（図示せず）が装着される。また、付帯ユニット１０を構成する柱材１１，１１…の上下端面に固着された補強板２０，２１にも同様に貫通孔２１ａが形成され、この貫通孔の内面にはナット２８（図２３，２４参照）が溶接等により固着されている。柱材１１の上端には、このナット２８を用いて図１８に示されるように、付帯ユニット１０上に構築されるバルコニーの柱材Ｂを連結固定することができる。
【００５６】
前記の如く構成された本実施形態の付帯ユニット１０の組立について以下に説明する。前記のように、付帯ユニット１０は上部が剛接合され、下部がボルトナット５５，５６で接合された２つの側面１６，１６と、４本の梁材（下梁１３，１３及び上梁１５，１５）とに分けて輸送され、現地で組立てられる。この組立は、側面１６，１６を構成する柱材１１，１１の上下端部に固定されたジョイントプレート２２，２２…の貫通孔２４，２４…と、下梁１３と上梁１５のエンドプレート１３ａ，１５ａの貫通孔１３ｂ，１５ｂを合わせてボルト２３を挿入し、ナットをねじ込んで固定する。ボルトやナットはジョイントプレート２２の幅狭部により柱材１１の内部に挿入することができる。これにより、側面１６，１６は４本の梁材１３，１３，１５，１５により結合され、直方体状の付帯ユニット１０が完成する。
【００５７】
このように構成された付帯ユニット１０は小型であり、２つの面材（上梁１４又は下梁１２の一方が剛接合され、その他方がピン接合された側面１６，１６）と４本の梁材（下梁１３，１３及び上梁１５，１５）とに分割されるため、輸送が容易に行える。また、付帯ユニット１０は強度が要求されないため、柱材１１や梁材１２，１３，１４，１５は小型軽量のものを使用でき、付帯ユニット１０のコストダウンを達成できる。さらに、側面１６，１６を溶接とボルトナットによるピン接合により作製し、側面１６，１６を４本の梁材で連結して直方体状の付帯ユニットとすることができ、建物ユニットのような大規模な製造設備が不要となり、容易に作製することができる。
【００５８】
また、このように構成された付帯ユニット１０は、鋼材の連結構造５０、６０、７０により、柱材１１，１１と下梁１２，１２とがエンドプレート５３，７１やエンド部材６１を介してボルトナット５５，５６で連結されたピン接合構造であり、柱材１１や下梁１２に荷重や水平力、曲げ応力が作用した場合、エンド部材であるエンドプレート５３、エンド部材６１、エンドプレート７１等が弾性変形してボルトナット等の固定具の破断を防止することができると共に、柱材１１や下梁１２等の鋼材の変形等の損傷を防止することができる。
【００５９】
つぎに、本実施形態の付帯ユニット１０を建物ユニット１に連結固定する動作について以下に説明する。前記のように組立てられた付帯ユニット１０の取付面を、建物ユニット１の被取付面に対向させ、柱材２，２と柱材１１，１１との間にスペーサ３５を挟み、両ユニットを密着させる。建物ユニット１の柱材２，２の上下端部から突出するガイドピン３３，３３を貫通孔２７に挿入することにより建物ユニット１の柱材１１，１１の取付孔３０，３０と、付帯ユニット１０の貫通孔２７，２７が連通するように密着する。そして、柱材１１の貫通孔２７側からボルト３１を挿入し、柱材２の内部に固定されたナット３２に螺合させ締め付ける。ジョイントプレート２２横の空間を通して、ボルト３１を容易に挿入することができる。
【００６０】
このようにして、建物ユニット１に付帯ユニット１０を連結固定すると、建物ユニット１の内部空間は付帯ユニット１０の分だけ拡大され、内部空間を有効利用することができる。例えば、図２７（ａ）に示されるように、建物ユニット１の長辺方向（Ｘ方向）に付帯ユニット１０を連結して延長する場合、あるいは短辺方向（Ｙ方向）に付帯ユニット１０Ａを連結して延長する場合がある。付帯ユニット１０Ａも基本的には付帯ユニット１０と同様の構成であり、２つの側面１６ａ，１６ａ（Ｙ−Ｚ面）を連結する４本の梁材の長さが長いことが異なるのみである。
【００６１】
図２７（ｂ）では、建物ユニット１を２個、２層に積み上げ、４個組み合わせてユニット建物Ｈを構成し、このユニット建物Ｈの１階左のユニットに付帯ユニット１０を連結固定している。この例では、ユニット建物Ｈの直方体の形状から付帯ユニット部分が突出して外観に変化を与えており、この付帯部分を例えば玄関部分として利用することができる。また、玄関部分に限られず、例えば居室の内部空間を拡大させることや、収納空間として利用することもできる。この例で示す付帯ユニット１０は、建物ユニット１を載置する基礎部分（図示せず）が付帯ユニット部分にも形成されることが望ましく、付帯ユニットは建物ユニット１に追従して柔軟に荷重を吸収できる。
【００６２】
図２７（ｃ）では、同様に建物ユニット１を４個組み合わせてユニット建物Ｈを構成し、このユニット建物Ｈの２階右のユニットに付帯ユニット１０を連結固定している。この例でも、ユニット建物Ｈの外観に変化を与えることができ、２階の建物ユニット１からオーバーハング状態に付帯ユニット１０を突出させ、内部空間を拡大して有効利用することができる。この例で示す付帯ユニット１０は、２階部分に装着されるものであり、付帯ユニットは図１７（ａ）に示されるような補助柱ｈを有するものが好ましい。また、付帯ユニットの側面を補強するブレース材（図示せず）を設置すると好ましい。
【００６３】
図２７（ｄ）では、建物ユニット１を４個組み合わせてユニット建物Ｈを構成し、このユニット建物Ｈの１，２階左のユニットに２個の付帯ユニット１０を上下に重ねて連結固定している。この例でも、ユニット建物Ｈの外観に変化を与えることができ、１，２階の建物ユニット１，１の内部空間を拡大して有効利用することができ、特に、上下階を貫通する階段室として利用することができる。この例で示す付帯ユニット１０は、上下に連続する付帯ユニット１０，１０が建物ユニット１，１に追従して柔軟な構成とすることができる。
【００６４】
図２７（ｅ）では、建物ユニット１を４個組み合わせてユニット建物Ｈを構成し、このユニット建物Ｈを構成する建物ユニット１の長辺方向（Ｘ方向）に沿って連結される長辺方向用の付帯ユニット１０Ａを１階建物ユニット１に連結固定している。この例でも、ユニット建物Ｈの外観に変化を与えることができ、１階の建物ユニット１の内部空間を拡大して有効利用することができる。この例で示す付帯ユニット１０Ａは、１階部分に装着されるものであり、付帯ユニットは基礎上に設置されることが好ましく、建物ユニットに柔軟に追従することができる。
【００６５】
図２７（ｆ）では、建物ユニット１を４個組み合わせてユニット建物Ｈを構成し、このユニット建物Ｈを構成する建物ユニット１の長辺方向（Ｘ方向）に沿って連結される長辺方向用の付帯ユニット１０Ａを２階建物ユニット１に連結固定している。この例でも、ユニット建物Ｈの外観に変化を与えることができ、２階の建物ユニット１の内部空間を拡大して有効利用することができる。この例で示す付帯ユニット１０Ａは、２階部分に装着されるものであり、付帯ユニットは図１７（ａ）に示されるような補助柱ｈを必要に応じて設けてもよい。また、図２７（ｇ）では、図２７（ｆ）の付帯ユニット１０ＡよりＸ方向に短い付帯ユニット１０Ａ’を２階の建物ユニット１に連結固定している。
【００６６】
このように、図２７で示された各ユニット建物Ｈでは、建物ユニット１を複数個積重ね、あるいは並置して構成され、外周側の建物ユニットの１つの立面、あるいは他の１つの立面に付帯ユニット１０が連結固定されている。そして、ユニット建物Ｈでは、耐力構造体である建物ユニット１は、非耐力構造体である付帯ユニットが連結されても充分な構造強度を備えており、地震力や風力等が作用しても変形を抑えて快適な居住性を備えた構成となっている。
【００６７】
図２８（ａ）では、建物ユニット１を４個組み合わせてユニット建物Ｈを構成し、このユニット建物Ｈを構成する建物ユニット１の長辺方向（Ｘ方向）に沿って連結される長辺方向用の付帯ユニット１０Ａを１階と２階建物ユニット１，１に連結固定している。この例では、１，２階の建物ユニットの内部空間を大幅に拡大することができる。また、この延長部分を吹き抜けとして利用することもできる。
【００６８】
図２８（ｂ）では、建物ユニット１を４個組み合わせてユニット建物Ｈを構成し、このユニット建物Ｈを構成する建物ユニット１の長辺方向（Ｘ方向）に沿って連結される長辺方向用の付帯ユニット１０Ａを１階建物ユニット１に連結固定し、付帯ユニット１０Ａの上部にバルコニーＢＬを設置している。この例では、図１８に示されるように、付帯ユニット１０Ａの柱材１１の上端面に形成した貫通孔２１ａにボルト等の固定具を通し、内部のナット２８にねじ込んでバルコニー柱Ｂを固定することができる。
【００６９】
図２８（ｃ）では、建物ユニット１を上下に４個組み合わせるとともにＸ方向の１階部分に１個の建物ユニット１を並べて５個の建物ユニットを組み合わせたユニット建物Ｈを構成し、このユニット建物Ｈの建物ユニットを４個組み合わせた部分と、１個の建物ユニットの１階の入隅部分に、短辺方向（Ｙ方向）に沿って連結される付帯ユニット１０を連結固定している。この例でも、付帯ユニット１０を玄関スペース等に有効利用することができる。
【００７０】
図２８（ｄ）では、建物ユニット１を４個組み合わせてユニット建物Ｈを構成し、このユニット建物Ｈを構成する建物ユニット１の長辺方向（Ｘ方向）に沿って、短辺用の付帯ユニット１０を１階の建物ユニット１に連結固定している。この例では、１階の建物ユニット１の内部空間を一部拡大することができる。また、ユニット建物Ｈの外観に変化を与えることができる。なお、この例では、付帯ユニット１０を連結する建物ユニット１の長辺方向の中間部に、付帯ユニットに合わせて中間柱を設置すると好ましい。
【００７１】
図２８（ｅ）では、建物ユニット１を４個組み合わせてユニット建物Ｈを構成し、このユニット建物Ｈを構成する建物ユニット１の短辺方向（Ｙ方向）に沿って、１階の２つの建物ユニット１，１に連続するように付帯ユニット１０Ｂを連結固定している。この付帯ユニット１０Ｂも、前記の付帯ユニット１０，１０Ａと同様の構成であり、２つの側面を４本の梁材で連結して構成される。この例では、１階の２つの建物ユニット１，１に連続して内部空間を拡大することができるとともに、ユニット建物Ｈの外観に変化を与えることができる。
【００７２】
つぎに、図２９を参照して本発明の他の実施形態を説明する。この実施形態は、前記した実施形態と比較して建物ユニットの短辺方向の幅より付帯ユニットの当該方向の幅が僅かに小さく、建物ユニットの一方側の柱と付帯ユニットの一方側の柱とを一致させたとき、建物ユニットの他方側の柱と付帯ユニットの他方側の柱とが外壁パネルＰＬの厚さ分だけ僅かにずれるものである。この場合は、建物ユニット１の柱材２と、付帯ユニット１０の柱材１１とをボルト固定するか、もしくは梁部分で連結することができる。他の実質的に同等の構成については同じ符号を付して説明は省略する。
【００７３】
図２９において、建物ユニット１に連結される付帯ユニット１０Ｃは、前記の実施形態と同様に４本の柱材１１と、柱材の下端部を水平方向に連結する４本の下梁１２，１２，１３，１３と、柱材の上端部を水平方向に連結する４本の上梁１４，１４，１５，１５とから直方体状に構成され、上梁１４は柱材１１，１１に剛接合され、下梁１２は柱材１１，１１にボルト接合されている。この付帯ユニット１０Ｃは、ｙ方向の長さが建物ユニット１のｙ方向の長さより外壁パネルＰＬの厚さ分だけ僅かに短いため、一方側の柱材を建物ユニット１の柱材と合わせると他方側の柱材は建物ユニットの他方側の柱材と合わずにずれが生じる。
【００７４】
すなわち、一方側の柱材は、前記の図２３，２４等に示すように、建物ユニット１の柱材２と付帯ユニット１０Ｃの柱材１１とはボルト３１、ナット３２により連結されているが、他方側では柱材２と柱材１１とが一致しない。このため、一致しない状態で、ボルトナットによる連結をするか、あるいは梁部分で連結する。梁部分で連結するときは、図２９のように、柱材２と柱材１１との間にスペーサ４０を挟み、建物ユニット１の下梁４と付帯ユニット１０Ｃの下梁１３とを連結板４１を渡してボルトナットで連結する。図示していないが上梁側も同様に連結板を渡してボルトナットで連結している。この実施形態でも、付帯ユニット１０Ｃは２側面を構成する下梁１２がボルトナットにより接合されているため柔軟な構造となり、連結される建物ユニット１に追従して変位等を柔軟に吸収することができる。なお、この実施形態では、付帯ユニット１０Ｃの建物ユニット１から離れた長辺の床梁は、基礎（図示せず）にアンカーボルトで固定されることが好ましい。
【００７５】
さらに、図３０を参照して本発明のさらに他の実施形態を説明する。この実施形態は、前記した実施形態と比較して建物ユニットの長辺方向（水平方向）の長さより付帯ユニットの当該方向の長さが小さく、付帯ユニットの柱材に対応して、建物ユニットの上梁と下梁との間に補強部材として中間柱を設け、この中間柱と付帯ユニットの柱材とを連結して構成することを特徴としている。他の実質的に同等の構成については同じ符号を付して説明は省略する。
【００７６】
図３０において、建物ユニット１に連結される付帯ユニット１０Ｄは、前記の実施形態と同様に４本の柱材１１と、柱材の下端部を水平方向に連結する４本の下梁１２，１２，１３，１３と、柱材の上端部を水平方向に連結する４本の上梁１４，１４，１５，１５とから直方体状に構成され、上梁１４は柱材１１，１１に剛接合され、下梁１２は柱材１１，１１にボルトナットによりピン接合されている。
【００７７】
建物ユニット１には、付帯ユニット１０Ｄの柱材１１に合わせて、下梁３と上梁５との間に垂直にＣ形鋼からなる中間柱４５（補強部材）が立てられている。そして、中間柱４５と付帯ユニット１０Ｄの柱材１１との間にスペーサ４６が挟まれ、ボルトナット４７により連結されている。この実施形態でも、付帯ユニット１０Ｄは２側面を構成する下梁１２が、エンドプレート５３を介してボルトナット５５，５６により接合されているため柔軟な構造となり、付帯ユニット１０Ｄは連結される建物ユニット１に追従して変位等を柔軟に吸収することができる。なお、この実施形態では、建物ユニット１の長辺方向の下梁３と上梁５との間に中間柱４５を立設するため、補助梁として天井小梁４８を設けて建物ユニット１を補強すると好ましい。
【００７８】
さらに、本発明の他の実施形態について、図３１を参照して説明する。前記した実施形態は柱材１１，１１と、下梁１２と、上梁１４とから構成される側面１６，１６において、上梁又は下梁の少なくとも一方が剛接合され、その他方がジョイント部材を介してボルトナットで連結される例について述べたが、この実施形態は、上梁１４と下梁１２の両方が固定具により連結固定されるものである。他の実質的に同等の構成については、前記した実施形態と同等であるため、説明を省略する。
【００７９】
図３１において、付帯ユニット１０Ｆでは４本の柱材１１は、断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形の鋼材から形成されており、付帯ユニット１０Ｆのコスト低減が可能となっている。下梁１２及び上梁１４も同様に断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形の鋼材から形成されている。そして、Ｘ方向に沿う上梁１４，１４は柱材１１，１１の上端に固定具としてボルトナット等で連結され、下梁１２，１２も柱材１１，１１の下端にボルトナット等で連結され側面１６ａ，１６ａを構成している。このボルトナットによる連結は、前記の実施形態と同様に、エンドプレート（図示せず）を介して行なわれている。また、必要に応じて水平ブレース材を固定することが好ましい。
【００８０】
この実施形態では、付帯ユニット１０Ｆを構成するＸ−Ｚ方向の２つの側面１６ａ，１６ａは２本の柱材及び２本の梁材を連結する４個所の全てが剛接合でなく、ボルトナット等によるピン接合となっていると共に、柱材１１，１１の上下端をＹ方向に連結する下梁１３及び上梁１５もボルトナットにより連結されているため、付帯ユニット１０Ｆは柔軟な構造となっている。このため、付帯ユニット１０Ｆに地震力や風圧力が作用しても、付帯ユニット自身で対抗することなく、連結される建物ユニットに作用した力を伝達して建物ユニットが対抗する構成となっている。この実施形態では、上下の梁材、すなわち下梁１２及び上梁１４が共に固定具により固定されているため、前記の実施形態と比較してより柔軟な構造となっており、建物ユニットへの追従性が高くなっている。
【００８１】
図３２は本発明のさらに他の実施形態の概略構成を示す斜視図である。この実施形態では、建物ユニット１０Ｇを構成する２側面１６ｂ，１６ｂは隣接する２本の柱材１１，１１と上梁１４及び下梁１２で構成され、下梁１２は２本の柱材１１，１１の下端部に溶接等で剛接合され、上梁１４は固定具としてボルトナット等で２本の柱材１１，１１の上端部に連結されている。この実施形態では、前記した図１６に示す実施形態と比較して上梁１４がボルトナットで連結される構成であり、下梁１２が溶接等で剛接合されているものである。この構成では、ピン接合される梁が上下で異なるのみであり、前記した図１６の実施形態と同様に柔軟な構造となっており、外力等が付帯ユニット１０Ｇに作用したとき柔軟に対応して連結する建物ユニットに力を伝達することができる。
【００８２】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、第２の鋼材として、長手方向に直交する断面形状が略コ字状の溝形鋼又はＣ形鋼の例を示したが、断面形状がＨ形の鋼材や、ロ形の角柱のロ形鋼を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１：建物ユニット、１０：付帯ユニット（付帯構造物）、１１：柱材、１２，１３：下梁、１４，１５：上梁、１６：袖フレーム（側面）、１７：水平ブレース材、２２：ジョイントプレート（ジョイント部材）、２５：補強プレート、５０，６０，７０：連結構造、５１：梁材（第１の鋼材）、５１ａ：フランジ、５１ｂ：ウェブ、５２：柱材（第２の鋼材）、５２ａ：フランジ、５２ｂ：ウェブ、５３：エンドプレート（エンド部材）、５３ａ：両端突出部、５３ｂ：直交端部、５３ｄ：弾性変形部、５４，５９，６５，７３：連結孔、５５：ボルト（固定具）、５６：ナット（固定具）、６１：エンド部材、６２：平行面、６３：直交端部、６３ａ：弾性変形部、６４：突出片、７１：エンドプレート、７１ｃ：弾性変形部、７２、鋼板、７５：エンドプレート、７６：鋼板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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